許 彥
(福建省水利水電勘測設計研究院,福建 福州 350013)
1.1.1 現狀供水情況
從福州市2016年來看,年供水量為28.92億m3。其中,地表水源(蓄、引、提)供水量28.56億 m3;地下水源供水量0.36億m3。行政分區(qū)中,福州市供水量最大,為6.72億 m3;羅源縣供水量最小,為1.71億 m3。(詳見:表1)
表1 2016年行政分區(qū)供水量 (單位:億m3)
1.1.2 現狀用水情況
從福州市2016年來看,全市年用水總量為28.92億m3。農業(yè)用水量10.02億m3,其中農田灌溉8.51億m3,林牧漁畜用水量1.51億m3;工業(yè)用水量11.12億m3;城鎮(zhèn)公共用水量2.52億 m3;居民生活用水量3.94億m3;河道外生態(tài)環(huán)境用水量1.32億m3。行政分區(qū)中,福州市用水量最多,為6.72億m3,占全市總用水量的23.2%;羅源縣用水量最少,為1.71億m3。(詳見:表2)
表2 2016年行政分區(qū)用水量 單位:億m3
1.1.3 水資源開發(fā)利用率、用水效率
福州市2016年平均降水量為2316.5 mm,折合水量272.93億 m3,比上年偏多30.5%,比多年平均偏多51.0%,屬豐水年。全市最大點降水量為羅源縣中房3122.0 mm,最小點降水量為長樂市梅花1554.0 mm。全市地表水資源量173.10億m3,地下水資源量39.37億m3,地下水與地表水不重復計算量0.52億 m3,水資源總量173.62億m3,人均水資源擁有量24 35 m3。全市年供水總量為28.92億 m3;年用水總量28.92億m3,比上年減少2.5%。其中:農業(yè)用水量10.02億m3,占總用水量的34.6%;工業(yè)用水量11.12億 m3,占總用水量的38.5%;城鎮(zhèn)公共用水量2.52億m3,占總用水量的8.7%;居民生活用水量3.94億m3,占總用水量的13.6%;河道外生態(tài)環(huán)境用水量1.32億m3,占總用水量的4.6%。
1.2.1 水功能區(qū)劃
2016年評價的10個國家級水功能區(qū),其中飲用水源區(qū)4個,保留區(qū)2個,過渡區(qū)1個,緩沖區(qū)1個,景觀娛樂用水區(qū)2個,按頻次達標評價法分別對水功能區(qū)進行全因子評價和水功能區(qū)納污紅線主要控制指標項目評價。全因子達標評價結果:全年期水質達到水功能區(qū)目標的有3個,達標率30%。評價重要水功能區(qū)一級區(qū)(不包含開發(fā)利用區(qū))2個,達標率20%;評價重要水功能區(qū)二級區(qū)7個,達標率70%。限制納污紅線主要控制項目評價結果:全年期水質達到水功能區(qū)目標的有10個,達標率100%。評價重要水功能區(qū)一級區(qū)(不包含開發(fā)利用區(qū))3個,達標率100%;評價重要水功能區(qū)二級區(qū)7個,達標率100%。(詳見:表 3)
表3 2016年福州市國家水功能區(qū)水質狀況
1.2.2 水質評價
2016年水質評價河長1034.1 km,與上年評價河長相等,總體狀況同上年相比有所好轉。水質符合和優(yōu)于《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水的河長為880.6 km,占評價河長的85.16%。超標(Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類)河長為153.5 km,占14.84%,主要超標項目為總磷和五日生化需氧量。閩江干流(全年期):評價河長197.6 km(水口水庫~閩江口)。其中水質符合Ⅱ類水的河長為128.2 km,占評價河長的64.88%;符合Ⅲ類水的河長為69.4 km,占評價河長的35.12%;無超標河長。梅溪(全年期):評價河長75.9 km(梅溪干流及部分支流),水質均超Ⅲ類水標準,主要超標項目為總磷、揮發(fā)性酚。大樟溪(全年期):評價河長399 km(洑口鄉(xiāng)~大樟溪口),其中水質符合和優(yōu)于Ⅱ類水的河長為320.7 km,占評價河長的80.38%;符合Ⅲ類水的河長為78.3 km,占評價河長的19.62%;無超標河長。閩江小支流(全年期):評價河長94.6 km(安仁溪、溪源溪、白眉溪、大目溪)。水質符合和優(yōu)于Ⅱ類水的河長為12.5 km,占評價河長的13.21%;符合Ⅲ類水的河長為54.3 km,占評價河長的57.4%;超標河長27.8 km,占評價河長的29.39%。污染主要分布在大目溪梧桐下橋河段,主要超標項目為總磷、氨氮和五日生化需氧量。敖江:評價河長234.2 km(羅源與連江境內的敖江干流以及黃浦溪、斌溪等支流)。水質符合和優(yōu)于Ⅱ類水的河長為77.6 km,占評價河長的33.13%;符合Ⅲ類水的河長為106.8 km,占評價河長的45.60%;超標河長49.8 km,占評價河長的21.26%。污染主要分布在敖江山仔水庫,主要超標項目為總磷。
本文參照全國水資源評價指標體系,同時根據《2016年福州水資源公報》、等數據資料,選取了如下10個指標:總人口(X1)、國內生產總值(X2)、固定資產值(X3)、居民消費水平(X4)、城市化率(X5)、降水量(X6)、供水量(X7)、水資源利用率(X8)、萬元 GDP 用水量(X9)、污水年排放量(X10),其中正向指標有降水量(X6)、供水量(X7);負向指標有總人口(X1)、國內生產總值(X2)、固定資產值(X3)、居民消費水平(X4)、城市化率(X5)、萬元 GDP用水量(X9)、污水年排放量(X10)。
本文采用主成分分析方法進行水資源承載力綜合評價,步驟如下。
(1)對p個指標的p×n個原始數據,采用Z-score法進行無量綱化處理。
(2)計算指標的相關系數矩陣Rjk。
(3)求 Rjk 的特征值 l k(k=1,2,…,p)和特征向量 Lk(k=1,2,…,p),根據特征方程|R-λI|=0 計算特征值 λk,并列出 λk的特征向量Lk。
(4)計算貢獻率Tk=λk/∑pj=1λj和累積貢獻率Dk=∑kj=1Tk,選取 Dk>85%的特征值 λ1,λ2,…,λm(m)。
(5)計算主成分指標的權重Wj。把第m個主成分特征值的累積貢獻率Dk定為1,計算出T1,T2,…,Tm所對應的新的T′1,T′2,…,T′m,即為主成分指標的權重值。
(6)計算主成分得分矩陣Yij(i=1,2,…,n,j=1,2,…,m)。
(7)根據多指標加權綜合評價模型式(2)計算綜合評價值。
式中:Wj為第j個主成分指標的權重;Yij表示第i個區(qū)域單元的第j個指標的單項評價值。此時W′j=T′j(j=1,2,…,m),Yij即是主成分得分矩陣(i=1,2,…,n,j=1,2,…,m)。
(8)計算主成分與綜合主成分得分。因子變量確定以后,對每一樣本數據在不同因子上的具體數據值,就是綜合評價值,它和原變量的得分相對應。
區(qū)域水資源承載經濟壓力指數FeI表征區(qū)域內水資源所承載的經濟發(fā)展壓力,數字越大則表明該地區(qū)水資源承載的經濟發(fā)展壓力越大。詳見表4,從該表的數據可以看出,從水資源的數量上看,按多年平均和保證率水資源量沒有數量壓力,但按照高保證率,則水資源存在數量上的壓力。特別是福州市區(qū),水資源的數量壓力非常大,需要周邊地區(qū)供水。
表4 水資源承載力綜合評價
做好水資源在生活用水安全、防洪安全等6個領域的合理配置,考慮用水的現狀以及聯想到未來用水的需求。要考慮到不同的區(qū)域間水資源的基本狀況,協(xié)調各地區(qū)的水資源差異狀況。
節(jié)水灌溉可提高農業(yè)用水的利用率以及單位農作物收益,而高效噴灌以及滴灌等有關設施尚未完善,農業(yè)用水的利用率有待提高。微灌可提高輸水部分的利用率,又可提高田間水利用率,加大節(jié)水灌溉力度提高水資源利用率。
[1]馬文敏,李淑霞,康金虎.西北干旱區(qū)域城市水環(huán)境承載力分析方法研究進展[J].寧夏農學院學報,2002,23(4):68-86.